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河北科技大学教案用纸1第次课

2 学时 上次课复习: 复习常规力学性能指标 本次课(或教材章节)题目:

第八章 材料的高温力学性能 8.

1 概述8.2 金属的蠕变现象 8.3 蠕变变形与蠕变断裂机理 8.4 金属高温力学性能指标及其影响因素 教学要求: 1.了解并掌握金属的蠕变现象;

2. 掌握蠕变变形与蠕变断裂机理;

3. 金属高温力学性能指标及其影响因素 重点: 1.蠕变现象及蠕变变形与蠕变断裂机理;

2. 金属高温力学性能指标及其影响因素 难点: . 蠕变变形与蠕变断裂机理 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 1. 概述(15 分钟) 2. 金属的蠕变现象 (30 分钟) 3. 蠕变变形与蠕变断裂机理 (45 分钟) 4.. 金属高温力学性能指标及其影响因素(45 分钟) 课后作业 1. 试述蠕变变形与蠕变断裂的机理. 参考资料 1.《材料性能学》 王从曾编著 ,北京工业大学出版社,2001 2. 《材料性能学》 张帆 周伟敏编著,上海交通大学出版社,2009 3. 《工程材料力学性能》 束德林编著, 机械工业出版社,2007 4.《材料力学性能》王吉会等编,天津大学出版社,2006 5.《材料的力学性能》郑修麟编,西北工业大学出版,2001 河北科技大学教案用纸2

第八章 材料的高温力学性能 3-4 学时 本章内容: 8.1 概述8.2 金属的蠕变现象

1 学时 8.3 蠕变变形与蠕变断裂机理

1 学时 8.4 金属高温力学性能指标及其影响因素

2 学时 重点:蠕变变形与蠕变断裂机理 8.1 概述在高压蒸汽锅炉、汽轮机、燃气轮机、柴油机、航空发动机以及化工炼油设备中,很多 机件长期在高温条件下服役.对于制造这类机件的金属材料,如果仅考虑常温短时静载下的 力学性能,显然是不够的.因为,温度对金属材料的力学性能影响很大;

在高温下载荷持续 时间对力学性能也有很大影响. 高温下钢的抗拉强度也随载荷持续时间的增长而降低.试验表明,20 钢在 450℃时的短 时抗拉强度 320MPa,当试样承受 225MPa 的应力时,持续 300h 便断裂了;

如将应力降至 115MPa 左右,持续 10000h 也能使试样断裂.在高温短时载荷作用下,金属材料的塑性增加, 但在高温长时载荷作用下,塑性却显著降低,缺口敏感性增加,往往呈现脆性断裂现象.此外,温度和时间的联合作用还影响金属材料的断裂路径. 图8-1a 表示试验温度对长时载荷作用下金属断裂路径的影响.随着试验温度升高,金 属的断裂由常温下常见的穿晶断裂过渡到沿晶断裂.这是因为温度升高时晶粒强度和晶界强 度都要降低,但晶界强度下降较快所致.晶粒与晶界两者强度相等的温度称为 等强温度 , 用TE 表示 河北科技大学教案用纸图8.1 温度和变形速率对金属断裂路径的影响 a)等强温度 由于晶界强度对变形速率的敏感性要比晶粒的大得多,因此等强温度随变形速率增加而 升高,如图 8-1b 所示. 图8.1 温度和变形速率对金属断裂路径的影响b)变形速率对TE的影响 综上所述,金属材料在高温下的力学性能,不能只简单地用常温下短时拉伸的应力-应 变曲线来评定,还必须考虑温度与时间两个因素.必须指出,这里所指的温度 高 或 低 是相对于该金属熔点而言的,故采用 约比温度(T/TE) 更为合理(T 为试验温度, TE 为3河北科技大学教案用纸金属熔点,都用热力学温度表示).当T/TE >